用正交异性算法仿真的肌力对股骨再造的影响

肌力与骨骼的生长(即"骨再造")有密切关系。该文基于CT数据建立股骨有限元模型,用正交异性算法仿真了肌力对骨再造的影响。骨再造仿真中,由复杂到简单共设置三组肌力载荷工况,使用正交异性算法结合有限元分析。结果表明,复杂肌力比简单肌力的仿真结果更符合股骨的真实密度分布和结构。肌力可以在一定程度上调节局部骨量大小和骨小梁的排列,对股骨近端影响较大,对中端和末端影响较小。对肌力做适当的简化不会影响骨密度分布和内部结构,但过于简化的肌力将显著影响局部骨量大小和骨小梁排列方向。     

正交异性桥面板焊接变形预测

本文应用低合金钢固有应变规律的研究成果,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对大型正交异性桥面板的焊接变形进行数值模拟,并对焊接残余变形结果进行分析,为制定焊接方案提供可靠依据。     

正交异性钢桥面板的结构分析

在具有相同截面面积的开口纵肋和闭口纵肋钢徘同板静力试验的基础上,提出简化的计算模型,并采用有阴元法进行精确的应力分析,计算结果与试验结果符合良好;系统地论述了正交异性钢徘同板弹性阶段的应力特性,着重研究了构造布置对铺装应变的影响,从而对铺装提出合理可行的建议。     

含N个圆孔的正交异性板应力集中问题

应用复应力函数Ｆａｂｅｒ级数展开的方法，对于含有Ｎ个圆孔的正交异性板，给出了其应力场解，算例结果表明，合理布置孔的相对伴置，可大大降低相邻圆孔附近的应力集中。     

正交异性钢桥面板的稳定分析

文章将有限条法和应力杂交元法两者结合起来,导出一种兼有两者优点的数值计算方法,并用此方法对一正交异性板进行了稳定分析,在计算精度和计算时间两方面与传统方法进行了比较,验证该法的优点。     

正交异性钢桥面系的多目标正交设计

文章将正交异性钢桥面板和铺装层作为桥面系整体进行多目标正交设计,以桥面板刚度、铺装层表面最大拉应变和桥面系自重为设计目标,应用功效函数法将多目标设计化为单目标设计,通过正交分析法找到最佳结构参数组合,以提高桥面板刚度、改善铺装层的受力和减轻桥面系的重量。文中选择的设计变量范围覆盖了目前常用的桥面系结构参数值,设计结果具有一定的应用参考价值。     

简支边直角三角形正交异性板挠度近似计算

根据虚功原理 ,应用Ritz方法 ,推导出简支边直角三角形正交各向异性板在横向载荷作用下的挠度二级近似计算表达式 ,分别给出了均布荷载和集中荷载作用下的近似计算结果 ,并由此算得当材料为各向同性时等边直角三角形形心处的挠度值     

桥面铺装温度对正交异性钢桥面板疲劳的影响

通过带桥面铺装的正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验,实测了不同桥面铺装温度条件下钢桥面板的受力,分析了桥面铺装温度对钢桥面板疲劳损伤度的影响.结果表明:沥青混合料钢桥面铺装刚度随着温度升高迅速降低,导致铺装层下的正交异性钢桥面板受力迅速增加;在相同的荷载条件下,高温(55℃)条件下钢桥面板疲劳损伤度约为常温(10℃)的21倍.     

Comparison of methods for determining orthotropic axes in 3D femur remodeling

The density distribution and internal structure of trabecular bone are modulated by local mechanical environment. In this study, an orthotropic adaptation algorithm was applied to the 3D femur model to simulate the variations of stiffness and orientation of trabecular bone under multi-loading conditions. This algorithm includes the determination of orthotropic axes and the stiffness modification of trabecular bone. Three methods were used to determine the orthotropic axes, i.e. the maximal cycle method, the stress maximum method, and the composite method. We found that the composite method was better than the other two. Firstly, the characteristics of density distribution obtained by using the composite method agreed better with those in real proximal femur. Secondly, the material orientation aligned with the known trabeculaer pattern. Finally, the ratios of the longitudinal modulus to the transverse modulus were also shown to be realistic in three local regions of the proximal femur.     

Comparison of methods for determining orthotropic axes in 3D femur remodeling

The density distribution and internal structure of trabecular bone are modulated by local mechanical environment. In this study, an orthotropic adaptation algorithm was applied to the 3D femur model to simulate the variations of stiffness and orientation of trabecular bone under multi-loading conditions. This algorithm includes the determination of orthotropic axes and the stiffness modification of trabecular bone. Three methods were used to determine the orthotropic axes, i.e. the maximal cycle method, the stress maximum method, and the composite method. We found that the composite method was better than the other two. Firstly, the characteristics of density distribution obtained by using the composite method agreed better with those in real proximal femur. Secondly, the material orientation aligned with the known trabeculaer pattern. Finally, the ratios of the longitudinal modulus to the transverse modulus were also shown to be realistic in three local regions of the proximal femur.     

拼装式铝道面板冲击荷载作用现场试验与数值模拟

通过落锤弯沉仪器(FWD)模拟飞机对道面的冲击荷载作用,测试了正交异性蜂窝铝道面板的竖向位移。采用ANSYS有限元软件建立了三维模型,以冲击试验的现场数据为依据,校核了有限元模型。并分析了不同因素对拼装式道面板抗冲击荷载性能的影响。现场试验与模型结果表明:试验道面板在使用飞机的冲击荷载作用下最大竖向位移为8.265 mm,能够满足使用飞机的起降着陆要求。土基模量是影响道面板抗冲击性能的最主要的因素,相比增加道面板强度,提高土基条件对道面板性能的改善更加明显。     

矫形力作用下下颌骨重建过程的数值模拟

下颌骨在矫形力作用下重建过程研究,对矫治方案确定等具有重要的指导意义.作者首先建立下颌骨与颞下颌关节的三维有限元模型,并以此为基础,依据Cowin重建规律,对在矫形外力作用下下颌骨矫治过程中骨的法向重建进行了数值模拟.对重建前后数值模拟结果的比较表明,法向重建过程对于下颌骨的表面应力分布和应力梯度的分布具有较大的影响,因而在下颌骨矫治方案的制定过程中这一因素不可忽视.     

用多单元模型分析骨再造方程的稳定解

目的是完善研究骨再造方程获得稳定解的条件。用n单元和m×n单元两种多单元模型研究高阶非线性骨再造控制方程中的两个非线性因素:再造率系数B(t)取为指数形式和引入非线性再造方程的阶数对其获得稳定解的条件的影响,采用两种多单元模型分析得到,当表观密度和弹性模量之间的指数次方r满足-11时,系统可以经过不稳定的连续解最终达到有序的不连续解。应用多单元模型分析表明,对于高阶非线性骨再造控制方程,稳定解的条件主要由r来决定,方程中两个非线性因素对其取得稳定解的条件没有影响。     

弹性半空间上正交各向异性矩形板的振动

本文基于弹性半空间振动问题的积分变换解,用链杆法分析了弹性半空间上正交各向异性矩形板的振动问题.推导了问题的控制方程组,将弹性半空间地基与正交各向异性矩形板的相互作用问题转化代数方程组的求解问题.文中算例表明,链杆法是用来分析地基与基础振动问题的有效方法.     

钢桥面铺装非均布轮载效应分析

为了对非均布轮载作用于不同钢桥面系的效应进行预估,在建立三维有限元接触分析模型的基础上,运用有限元正交数值模拟试验分析了凸形、凹形分布荷载的非均布荷载效应(非均布荷载作用下铺装层各力学指标相对于均布荷载作用下对应值的增幅),并应用逐步回归分析方法回归出非均布荷载效应的近似计算公式.分析结果表明,凸形分布产生明显正的非均布荷载效应,凹形分布产生负的非均布荷载效应;而精度分析表明回归公式具有较高的精度,可用来近似计算非均布荷载效应.     

桥面铺装对钢桥面板疲劳应力幅的影响

钢桥面板厚度小,铺装层的相对刚度较大,钢桥面板疲劳设计时,应该考虑铺装层与钢桥面板的共同作用。假设桥面铺装与顶板没有相对滑移,采用有限元方法探讨了桥面铺装弹性模量和厚度对正交异性钢桥面板疲劳应力幅的影响。     

新型铺装正交异性桥面板局部变形影响面分析

为研究钢纤维混凝土+沥青的新型铺装结构下正交异性钢桥面板局部变形的影响面分布规律,运用单位荷载法对某桥行车道中部、横隔板和纵隔板三处加劲肋的肋间相对位移进行了仿真分析。结果表明:钢纤维混凝土+沥青的新型铺装结构下,正交异性钢桥面板肋间相对变形的影响面分布具有明显的局部效应,其影响面的横向分布范围约为2~4个加劲肋间距,影响面的纵向分布范围约为1个横隔板间距。行车道中部远离横隔板处的肋间相对变形远大于横隔板和纵隔板附近的肋间相对变形。复合铺装梁段模型试验的肋间相对变形影响线分布规律与仿真结果吻合,验证了仿真分析方法和结果的有效性。     

正交各向异性结构塑性极限载荷的上限分析

利用数值方法研究了正交各向异性材料结构的塑性极限分析问题。基于 Hill- Tsai屈服准则 ,将塑性极限分析中的上限定理以及有限元方法运用到正交各向异性体的极限分析中 ,最终将上述问题归结为求解一个带等式约束的非线性规划问题。借助数学规划中的非线性理论 ,可构造出上述问题的直接迭代求解算法。最后给出了相关算例的分析。计算结果表明该方法能为正交各向异性材料结构的工程设计和应用提供一种分析计算手段